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ND5型機車齒輪箱甩油現象分析及對策
2013-07-18
王剛 司剛 劉軍 張素文
（濟南鐵路局濟西機務段，山東濟南 250117）
（濟南鐵路局濟西機務段，山東濟南 250117）
摘 要：通過對ND5型機車齒輪箱甩油、漏油現象的綜合分析，總結出有效的解決方案，并通過試驗取得了一定效果。
關鍵詞：齒輪箱；甩油；裂紋；密封
1 問題的提出
濟南西機務段ND5型機車擔當天津至徐州北區段的貨物牽引任務，由于機車運用時間已有20多年，齒輪箱變形非常嚴重，導致齒 輪箱甩油、漏油。齒輪箱甩油、漏油現象加大了輪對從動齒輪和牽引電動機齒輪非正常磨耗，嚴重時將會發生斷齒現象。這樣就縮短 了機車大小齒輪的使用壽命，同時增加了小輔修機車牽引電機齒輪箱的落修率，并且加大了檢修的費用，嚴重影響機車運用效率。
2 原因分析
齒輪箱的甩油及漏油，主要有齒輪箱裂漏、齒輪箱上下合口及密封圈處的漏油2種形式。
1）齒輪箱裂漏
（1）齒輪箱的裂漏主要是由于機車長時間運行中，牽引電動機的垂向振動及輪對蛇行運動過程中橫向力的沖擊，使齒輪箱長期受 交變應力作用，導致該部位引起裂紋。
（2）當齒輪箱發生裂損時，對裂紋的處理是直接補焊，結果使補焊的部位產生很大的焊接應力，因此在運行過程中極易發生再次裂損，并逐步向其周圍擴展。
2）齒輪箱上下合口及密封圈處的漏油
（1）長期使用變形
ND5機車由于運行時間長，其齒輪箱已有嚴重的變形；合口平面發生彎曲；密封圈的間隙變大。機車長時間運行后，由于合口密封膠開裂及毛氈條磨損，不能起到良好的密封作用；箱體單側懸掛在牽引電動機的端面，運行過程中輪軸的左右竄動、垂向運動的沖擊和振動等都容易引起齒輪箱變形。
（2）補加油脂不規范
部分工作人員不能嚴格執行標準，一方面認為油脂多有利而無害，因而使得齒輪箱積存油脂過多； 另一方面部分職工在加油時沒有除去齒輪脂外包裝袋，造成油脂污染。
（3）卸油孔的堵塞
當卸油孔堵塞后，機車在運行中齒輪高速旋轉， 形成高壓渦流空氣，當箱內的空氣壓力逐步升高時， 高壓空氣及油霧從密封不良處泄漏。在長時間的運用中，泄漏部位不斷擴大，泄漏也逐漸嚴重。
（4）安裝工藝不當
齒輪箱組裝時，密封條及擋油板沒有壓裝好，槽內太臟，不能壓緊在密封槽內，加上密封膠沒有涂抹均勻，在合口面不能形成密封薄膜。
3 解決措施
通過逐步的試驗及各種方案的比較，認為以下幾點措施可以有效解決齒輪箱甩油問題。
（1）齒輪箱的裂漏大多是在齒輪箱受應力較大的部位，且多為焊接處的周圍，因此在檢修過程中發現裂紋需要焊修時，要進行人工低溫時效處理來消除其周圍的熱應力。在齒輪箱安裝到牽引電機時，應將齒輪箱與牽引電機橫穿螺栓孔相對應好，下方放入調整好 的墊板，按規定的扭矩緊好螺栓。避免在安裝過程中強行緊固，造成箱體側板受拉扭作用變形損壞。
（2）加強齒輪箱的修復要求。首先對合口處進行平面銑削，銑削量根據變形情況控制在（2±1）mm；隨后對合口處進行聚合金屬“涂鍍”，控制厚度為（4±1）mm，給機加工留有足夠的余量；Z后對“涂鍍”好的齒輪箱進行合口平面銑削和磨削，同時控制好上下半孔尺寸。磨削后的齒輪箱應利用平臺進行刮研直至合口間隙小于0.38mm。修復達到要求的每一副齒輪箱都必須打上編號，在安裝時應按編號組裝，嚴禁混裝。
（3）增大通氣量。設計一種新的通氣孔，見圖1。把原齒輪箱密封的上觀察蓋改裝成為通氣裝置， 用2個直徑不同的圓形鐵桶邊開2條槽，如圖2，然后相互交叉90°鉚焊在上蓋，在通氣孔上方加裝濾網，過濾空氣中的雜質。同時2個交叉90°的鐵板既可以通氣，又能有效防止齒輪箱內油脂甩出。
關鍵詞：齒輪箱；甩油；裂紋；密封
1 問題的提出
濟南西機務段ND5型機車擔當天津至徐州北區段的貨物牽引任務，由于機車運用時間已有20多年，齒輪箱變形非常嚴重，導致齒 輪箱甩油、漏油。齒輪箱甩油、漏油現象加大了輪對從動齒輪和牽引電動機齒輪非正常磨耗，嚴重時將會發生斷齒現象。這樣就縮短 了機車大小齒輪的使用壽命，同時增加了小輔修機車牽引電機齒輪箱的落修率，并且加大了檢修的費用，嚴重影響機車運用效率。
2 原因分析
齒輪箱的甩油及漏油，主要有齒輪箱裂漏、齒輪箱上下合口及密封圈處的漏油2種形式。
1）齒輪箱裂漏
（1）齒輪箱的裂漏主要是由于機車長時間運行中，牽引電動機的垂向振動及輪對蛇行運動過程中橫向力的沖擊，使齒輪箱長期受 交變應力作用，導致該部位引起裂紋。
（2）當齒輪箱發生裂損時，對裂紋的處理是直接補焊，結果使補焊的部位產生很大的焊接應力，因此在運行過程中極易發生再次裂損，并逐步向其周圍擴展。
2）齒輪箱上下合口及密封圈處的漏油
（1）長期使用變形
ND5機車由于運行時間長，其齒輪箱已有嚴重的變形；合口平面發生彎曲；密封圈的間隙變大。機車長時間運行后，由于合口密封膠開裂及毛氈條磨損，不能起到良好的密封作用；箱體單側懸掛在牽引電動機的端面，運行過程中輪軸的左右竄動、垂向運動的沖擊和振動等都容易引起齒輪箱變形。
（2）補加油脂不規范
部分工作人員不能嚴格執行標準，一方面認為油脂多有利而無害，因而使得齒輪箱積存油脂過多； 另一方面部分職工在加油時沒有除去齒輪脂外包裝袋，造成油脂污染。
（3）卸油孔的堵塞
當卸油孔堵塞后，機車在運行中齒輪高速旋轉， 形成高壓渦流空氣，當箱內的空氣壓力逐步升高時， 高壓空氣及油霧從密封不良處泄漏。在長時間的運用中，泄漏部位不斷擴大，泄漏也逐漸嚴重。
（4）安裝工藝不當
齒輪箱組裝時，密封條及擋油板沒有壓裝好，槽內太臟，不能壓緊在密封槽內，加上密封膠沒有涂抹均勻，在合口面不能形成密封薄膜。
3 解決措施
通過逐步的試驗及各種方案的比較，認為以下幾點措施可以有效解決齒輪箱甩油問題。
（1）齒輪箱的裂漏大多是在齒輪箱受應力較大的部位，且多為焊接處的周圍，因此在檢修過程中發現裂紋需要焊修時，要進行人工低溫時效處理來消除其周圍的熱應力。在齒輪箱安裝到牽引電機時，應將齒輪箱與牽引電機橫穿螺栓孔相對應好，下方放入調整好 的墊板，按規定的扭矩緊好螺栓。避免在安裝過程中強行緊固，造成箱體側板受拉扭作用變形損壞。
（2）加強齒輪箱的修復要求。首先對合口處進行平面銑削，銑削量根據變形情況控制在（2±1）mm；隨后對合口處進行聚合金屬“涂鍍”，控制厚度為（4±1）mm，給機加工留有足夠的余量；Z后對“涂鍍”好的齒輪箱進行合口平面銑削和磨削，同時控制好上下半孔尺寸。磨削后的齒輪箱應利用平臺進行刮研直至合口間隙小于0.38mm。修復達到要求的每一副齒輪箱都必須打上編號，在安裝時應按編號組裝，嚴禁混裝。
（3）增大通氣量。設計一種新的通氣孔，見圖1。把原齒輪箱密封的上觀察蓋改裝成為通氣裝置， 用2個直徑不同的圓形鐵桶邊開2條槽，如圖2，然后相互交叉90°鉚焊在上蓋，在通氣孔上方加裝濾網，過濾空氣中的雜質。同時2個交叉90°的鐵板既可以通氣，又能有效防止齒輪箱內油脂甩出。
圖1 通氣孔改裝圖
圖2 通氣孔部件
（4）嚴格執行加強安裝工藝。在組裝齒輪箱時， 必須認真清潔齒輪箱合口及密封環處的污物和殘余密封膠，螺栓及絲口也要認真清理。在涂抹密封膠時要注意回油槽周圍不宜有過多的密封膠，以免在合箱時密封膠擠入回油槽，阻擋上部槽內油脂的回 路。應當在涂膠2～3h后再合箱，并且在組裝時密封條應高出槽2～5mm。同時對齒輪箱補加油脂時也要嚴格注意不能加入過多。
4 結束語
通過以上幾點措施，對齒輪箱進行全面整體的改進之后，基本上攻克了過去焊修齒輪箱存在的壽命短、合口接觸面精度低等問題，修復后的齒輪箱合口接觸面配合精度高、鍍層牢固、性能穩定、不易變形，從根本上解決了因齒輪箱合口漏油造成的環境污染、 油脂浪費、機車超臨修活件居高不下等問題， 并消除了因漏油嚴重造成牽引齒輪破損的隱患。
4 結束語
通過以上幾點措施，對齒輪箱進行全面整體的改進之后，基本上攻克了過去焊修齒輪箱存在的壽命短、合口接觸面精度低等問題，修復后的齒輪箱合口接觸面配合精度高、鍍層牢固、性能穩定、不易變形，從根本上解決了因齒輪箱合口漏油造成的環境污染、 油脂浪費、機車超臨修活件居高不下等問題， 并消除了因漏油嚴重造成牽引齒輪破損的隱患。
來源：《機車車輛工藝》第1期 2007年2月
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